История гимназии начинается с 1820 года, когда в Симбирске был открыт Дом трудолюбия для девушек-сирот, ставшее первым женским учебным заведением города. Занятие проводились в основном по рукоделию, иностранным языкам, танцам и музыке, т.е. предметам, позволяющим выпускницам стать хозяйкой дома или гувернанткой.

В 1840 году дом трудолюбия переименовывается в Елизаветинское трехклассное училище и строят для него двухэтажный каменный дом на Покровской (Л.Толстого) улице. Проект дома и надзор за строительством выполнял архитектор А.И.Бенземан.

В 1858 году бала развернута программа организации в губернских городах женских училищ, с программами, приближенными к общему среднему образованию. Такое училище, под названием училища ведомства Императрицы Марии, и было открыто в Симбирске 8 января 1860 года (по новому стилю). Училище размещалось на Большой Саратовской улице, около здания духовной семинарии.

Ведомство Императрицы Марии занималось благотворительной деятельностью и получило свое название от Марии Федоровны, жены Императора Павла I. Финансирование шло из пожертвований царской семьи, других попечителей, а также за счет доходов от монополии на производство и продажу игральных карт, которое было закреплено за ведомством. Вскоре Мариинские училища были преобразованы в женские гимназии сначала с шестилетним, а затем семилетним курсом обучения.

В пожаре 1864 года сгорели оба училища. Елизаветинское училище так и не оправилось после пожара и было закрыто в 1872 году, а в его отремонтированное здание переводят Мариинское училище, преобразованное в 1864 году в гимназию. В 1872 году при гимназии открывают пансион, названный Елизаветинским.

В программу обучения гимназии входили: закон Божий (по различным христианским конфессиям), русский язык, словесность, французский и немецкий языки, математика, история, география, естествознание, география, педагогика, чистописание, рисование, пение, рукоделие, гимнастика.

В 1898 году в гимназии обучалось 323 воспитанницы.

Как и во всех учебных заведениях России того времени, гимназистки подчинялись весьма строгим правилам - им запрещалось посещение театров, балов и других танцевальных вечеров. Даже вне стен гимназии предписывалось ходить в форменной одежде. Для эстетического развития учениц устраивались вечера в самой гимназии с исполнением стихов, вокальных и концертных номеров. Завершались вечера, как правило, танцами.

В 1895 году к гимназии со двора были сделаны две двухэтажные пристройки.

Мариинская женская гимназия. Вид с улицы Гончарова

В 1904 году с восточной стороны, фасадом на Большую Саратовскую улицу, сделана трехэтажная пристройка, завершившая формирование этого участка центральной улицы.

В настоящее время в здании размещена одна из лучших школ Ульяновска - школа-гимназия N 3 имени Анны и Ольги Ульяновых, учившихся в этом здании в 1870 - 1880-х годах.